專利名稱：立式風電偏航減速機地面加載模擬裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種傳動設備的試驗裝置，特別涉及一種立式風電偏航減速機地面加 載模擬試驗裝置。
背景技術：
風力發電要求機組具有先進性、高可靠性、高穩定性，風力發電偏航減速機是風力 發電機組的重要組件之一，是偏航系統的驅動減速機，立式安裝在發電機組塔架底座四周。 通過其輸出軸與偏航系統大齒輪嚙合的驅動，帶動整個機艙進行偏航定向，使葉輪始終處 于迎風狀態，以充分利用風能，提高發電效率。在使用狀態時，偏航減速機與控制系統相配 合，當風力機組偏航對風控制系統根據風向標傳感器信號需自動進行偏航對風時，偏航減 速機的配套電機通電旋轉，將動力輸入偏航減速機，偏航減速機的輸出軸齒輪帶動偏航系 統大齒輪，偏航系統大齒輪設置于發電機組塔架的塔筒法蘭盤上，這樣，通過偏航減速機輸 出軸與偏航系統大齒輪的嚙合，使偏航系統大齒輪旋轉，實現了整個機艙的偏航定向過程。 現有技術中的偏航減速機一般采用標準的NGW行星減速機結構，立式安裝。偏航減速機的 地面加載試驗是指模擬偏航減速機的實際使用狀態，即在規定的轉速下，考慮風力發電機 組所處的環境惡劣，溫度很低，多風沙，甚至多鹽霧等風場高空運行因素，對偏航減速機加 上試驗載荷進行運轉，檢驗偏航減速機的各項性能指標是否達到標準要求。其模擬的首要 條件是嚙合條件，即模擬輸出軸齒輪與偏航系統大齒輪的嚙合傳動。偏航減速機地面加載 試驗裝置即是進行該試驗的專門試驗裝置。而目前現有技術中尚未提供專門的立式偏航減速機的地面加載試驗裝置，通常是 采用一般的減速機加載裝置，其由專用的直流或交流電動機及其安裝架、聯軸器、轉矩轉速 傳感器及其安裝架、聯軸器、試驗減速機及其安裝架、聯軸器、機械制動器(或電磁測功器， 或磁粉制動器)及其安裝架組成。采用該試驗裝置進行實驗時，被測偏航減速機臥式安裝， 與加載裝置通過聯軸器聯結，試驗供給功率由電動機輸出，經過所有傳動件傳遞后，最后傳 遞到耗能裝置即機械制動器、電磁測功器或磁粉制動器等加載裝置上，以消耗被測試減速 機所傳遞的能量。該裝置的缺陷在于1、未提供模擬偏航減速機實際使用狀態的試驗條件， 如立式安裝、輸出軸齒輪與偏航系統大齒輪相嚙合傳動兩大主要使用因素。實際上，立式安 裝使用的減速機在臥式安裝試驗時其工作狀態相差甚遠，因為輸出軸上未安裝齒輪，直接 通過聯軸器與加載裝置聯接，與實際使用中通過齒輪與偏航系統大齒輪嚙合傳動的傳遞效 果有很大差別，且齒輪的性能未得到檢驗；因此該實驗裝置未能真實反映其使用狀態的各 主要因素，嚴重影響所得實驗參數的準確性，難以保證實驗目的的實現。2、試驗裝置的臥式 安裝方式占地面積大，對場地要求高，而且各試驗部件分別由不同的安裝架支承，安裝時要 求嚴格對中和配合，難以保證安裝精度，費時費功，影響效率。3、其輸出功率難以精確計量， 無法在實驗過程中準確反映輸入功率的變動對輸出功率的影響，且動力消耗嚴重，加載試 驗中加載裝置會產生大量的熱量，需要配置強有力的冷卻設備。如果采用機械制動器，其使 用過程中制動器磨損較嚴重，常需更換摩擦片，所以從設備配置到加載消耗需要的費用均較高。綜上所述，一般減速機的試驗裝置難以達到立式偏航減速機的地面加載試驗的要求， 未有效考驗偏航減速機在風場高空運行所要求的高可靠性性能，未能有效減小相應風險， 不適于立式偏航減速機的地面加載試驗

發明內容
本發明的目的在于提供一種立式風電偏航減速機地面加載模擬試驗裝置。它能針 對立式風電偏航減速機地面加載模擬試驗的要求，完全模擬偏航減速機在實際使用時的安 裝和運動條件對其進行加載試驗，全面考驗偏航減速機在風場高空運行所要求的高可靠性 性能，從而減小相應風險；整個裝置結構簡單緊湊，投入成本較低；占地面積小；便于制造、 安裝和調整；能充分利用能源，減小能耗。本發明的技術方案是一種立式風電偏航減速機地面加載模擬試驗裝置，它包括 驅動電機、試驗臺架和加載組件，其特征在于所述的試驗臺架為具有至少三個立式安裝孔 的立式臺架，主試減速機立式安裝于試驗臺架上，所述的加載組件包括與主試減速機平行 直立安裝于試驗臺架上的陪試減速機、設置于陪試減速機和主試減速機之間的中間過渡齒 輪，所述的中間過渡輪由中心軸直立固定于試驗臺架上并同時與主試減速機輸出端的齒輪 和陪試減速機的輸入端的齒輪嚙合。作為對本發明的進一步改進，所述的陪試減速機箱體內的傳動結構與主試減速機 箱體內的傳動結構相同，所述的陪試減速機的輸入端是位于箱體下端、與中間過渡輪嚙合 的齒輪和輸入軸，其輸出端是由箱體內的傳動機構帶動的、位于箱體上端的輸出軸。作為對本發明的進一步改進，所述的試驗臺架上設置有兩個分別與主試減速機和 陪試減速機的安裝法蘭相配合的法蘭座，所述的主試減速機和陪試減速機分別通過法蘭安 裝在試驗臺架上的對應法蘭座上。作為對本發明的進一步改進，所述的試驗臺架具有上下兩層臺面，所述的主試減 速機和陪試減速機法蘭座設置于試驗臺架的上層臺面上，所述的主試減速機輸出端和陪試 減速機輸入端懸置于下層臺面下，所述的中間過渡齒輪的中心軸上端由軸承安裝于下層臺 面上、下端由設置于水平支架上的軸承支承，中間過渡齒輪位于主試減速機輸出端和陪試 減速機輸入端之間，同時與主試減速機、陪試減速機輸出端和陪試減速機輸入端的齒輪嚙
1=1 o作為對本發明的進一步改進，所述的陪試減速機的輸出端上設置有發電機。作為對本發明的進一步改進，所述的主試減速機、中間過渡齒輪和陪試減速機的 中心線位于同一豎直平面內。作為對本發明的進一步改進，所述的驅動電機是直接安裝在主試減速機輸入端法 蘭上的原裝驅動電機。作為對本發明的進一步改進，所述的試驗臺架的法蘭座內襯有圓環狀的過渡套， 所述的過渡套包括一組可更換的、具有相同外徑不同內徑的過渡套。作為對本發明的進一步改進，所述的中間過渡齒輪與中心軸為可拆卸聯接方式， 所述的中間過渡齒輪包括一組可更換的具有不同參數的齒輪，所述的主試減速機與陪試減 速機的安裝和嚙合通過選擇更換過渡套和中間過渡齒輪實現。作為對本發明的進一步改進，所述的陪試減速機上的發電機是由普通三相異步電動機接入勵磁電容改造而成。本發明的有益效果在于1、本發明采用立式試驗臺架，可以完全模擬偏航減速機實際使用時的工作條件進 行地面加載試驗，即直立安裝，輸出端是由齒輪與齒輪嚙合傳動后測定輸出功率，中間過渡 齒輪模擬了風電機組的偏航大齒輪的齒圈，使地面加載試驗最大限度地接近被試偏航減速 機的風場高空運行時的工作狀態，驅動電機為主試減速機的原裝電動機時，更能完全模擬 偏航減速機在實際使用時的安裝和運行條件，為考驗被試偏航減速機的可靠性和穩定性提 供了良好的條件，可達到通過實驗減小因偏航減速機故障帶來相應風險的目的；2、本發明采用直立安裝形式，各聯接部件在豎直平面內疊加，如驅動電機通過法 蘭安裝于被試偏航減速機上，大大降低了二者之間的同軸對中安裝要求，容易保證安裝精 度，無需針對各部件設置各自的單獨支架，如電機支架、減速機支架和加載組件支架，大幅 減少了占地面積，節約了空間，結構簡單緊湊，節省了大量的設備購置資金。3、本發明的加載裝置為齒輪嚙合組件和與被試減速機結構相同的陪試減速機，陪 試減速機只是將其原輸出端改造成輸入端，將其原輸入端改造成輸出端，在輸出端安裝發 電機可將所消耗功率轉變為電能，所發電力可接入負載電路，可用作車間照明或通風或冷 卻水循環系統，充分利用了能源，減小了能耗。也便于測定輸出功率，通過改變加載負載大 小，實現對驅動電動機實際運行功率大小的拖動調整，從而可完成對主試減速機的加載調 整實驗，完善了實驗條件。發電機可通過改造電動機實現，成本較低。4、本發明的加載方式以齒輪嚙合方式代替聯軸器聯接方式，最大限度地接近其工 作狀態，且聯結緊湊，容易保證安裝精度，減少了制造成本。試驗裝置無需配置專門的冷卻 設備，沒有采用機械制動器時摩擦片等配件消耗，加載試驗消耗需要費用低。5、本發明設置系列化可更換的過渡套和中間過渡齒輪，可適應測試同系列不同規 格被試減速機的測驗要求，更換過渡套就可以調整安裝尺寸，可以滿足同系列減速機不同 規格的其它機型的試驗，實現一臺多用，減少了大量制造件投入。6、由于驅動三相異步電動機可以是主試減速機所配備的原裝三相異步電動機，不 但不需另外配置專用的直流或交流電動機，同時直接考核試驗了所配備的原裝三相異步電 動機，更能系統地檢驗整個偏航減速傳動機構。總之本發明提供了專門適應于立式風力發電偏航減速機的地面加載試驗的裝置， 達到立式偏航減速機的地面加載試驗的要求，能有效考驗偏航減速機在風場高空運行所要 求的可靠性和穩定性，并可同時檢測電機的性能，達到通過地面加載實驗有效減小相應風 險的目的，整個裝置結構簡單緊湊，投入成本較低，占地面積小，便于制造、安裝和調整，能 充分利用能源，減小實驗能耗，最大限度地降低了實驗成本。


下面結合附圖對本發明作進一步的說明圖1為本發明的結構示意主視圖；圖2為本發明的結構示意俯視圖；圖3為本發明的結構示意A-A剖視圖。圖中
1、驅動三相異步電動機，2、主試減速機輸入端法蘭，3、主試減速機，4、主試減速機 安裝法蘭，5、主試減速機輸出齒輪軸，6、發電機，7、陪試減速機輸出端法蘭，8、陪試減速機， 9、陪試減速機安裝法蘭，10、過渡套，11、試驗臺架，12、中心軸，13、輪轂，14、中間過渡齒輪， 15、陪試減速機輸入齒輪軸，16、軸承，17、主試減速機法蘭座，18、陪試減速機法蘭座。
具體實施例方式實施例1 一種立式風電偏航減速機地面加載模擬試驗裝置，如圖1、2、3所示，用于對多級 NGW行星偏航減速機進行地面加載模擬試驗，它包括驅動電機、試驗臺架11和加載組件，試 驗臺架11為具有三個立式安裝孔、上層臺面、下層臺面、底部水平支架、由三對支腳對稱支 承固定于地面的立式臺架，試驗臺架11的上層臺面上有兩個安裝孔，其中一個立式安裝孔 為用于安裝主試減速機3的通孔式主試減速機法蘭座17，主試減速機3的輸出端是位于的 主試減速機輸出齒輪軸5，加載組件包括與主試減速機3平行直立安裝于試驗臺架11上、 結構與主試減速機3相同的陪試減速機8、設置于陪試減速機8和主試減速機3之間的中 間過渡齒輪14，陪試減速機8由陪試減速機安裝法蘭9安裝于試驗臺架11上層臺面上的 另一個安裝孔、即陪試減速機法蘭座18上，陪試減速機8的下端為陪試減速機輸入齒輪軸 15，主試減速機法蘭座17和陪試減速機法蘭座18內均襯有可拆卸的圓環狀過渡套10，過渡 套10具有多個外徑相同、內徑不同的備選件，可根據主試減速機3和陪試減速機8尺寸的 需要更換調整。中間過渡齒輪14的中心軸12上端由軸承16安裝于試驗臺架11的下層臺 面上、下端由設置于水平支架上的軸承16支承，中間過渡齒輪14位于主試減速機輸出齒輪 軸5和陪試減速機輸入齒輪軸15之間，同時與主試減速機輸出齒輪軸5和陪試減速機輸入 齒輪軸15嚙合。主試減速機3、中間過渡齒輪14和陪試減速機8的中心線位于同一豎直平 面內。試驗臺架11下層臺面的高度適應中間過渡齒輪14與主試減速機輸出齒輪軸5和陪 試減速機輸入齒輪軸15嚙合的需要，中間過渡齒輪14與中心軸12由輪轂13通過12個規 格為M24的六角螺栓螺栓聯接，可拆卸更換，中間過渡齒輪14包括一組可更換的、具有與主 試減速機輸出齒輪軸5和陪試減速機輸入齒輪軸15輪齒參數相匹配的齒輪，通過更換過渡 套10就可以調整陪試減速機8和主試減速機3的安裝配合尺寸，更換中間過渡齒輪14就 可以調整主試減速機3和陪試減速機8的齒輪嚙合中心距。驅動三相異步電動機1直接安 裝在主試減速機3的輸入端法蘭2上，驅動三相異步電動機1就是主試減速機所配備的原 裝三相異步電動機。陪試減速機8的輸出端是由箱體內的傳動機構帶動的安裝于箱體上端 的發電機6，發電機6由普通三相異步電動機接入勵磁電容改造而成，其改造方案是在其三 相繞組中，每相配置合適的激磁電容器，同時接入勵磁電容，實現發電功能。本發明包括但不限于上述實施方式，如實驗臺的支撐和臺面形狀還可以是其他方 便操作的形式，只要采用立式安裝、齒輪嚙合傳遞功率的檢測試驗方式，即屬于本發明的保 護范圍。
權利要求
一種立式風電偏航減速機地面加載模擬試驗裝置，它包括驅動電機、試驗臺架和加載組件，其特征在于所述的試驗臺架為具有至少三個立式安裝孔的立式臺架，主試減速機立式安裝于試驗臺架上，所述的加載組件包括與主試減速機平行、直立安裝于試驗臺架上的陪試減速機、設置于陪試減速機和主試減速機之間的中間過渡齒輪，所述的中間過渡輪由中心軸直立固定于試驗臺架上并同時與主試減速機輸出端的齒輪和陪試減速機的輸入端的齒輪嚙合。
2.根據權利要求1所述的一種立式風電偏航減速機地面加載模擬試驗裝置，其特征在于所述的陪試減速機箱體內的傳動結構與主試減速機箱體內的傳動結構相同，所述的陪 試減速機的輸入端是位于箱體下端、與中間過渡齒輪嚙合的齒輪和輸入軸，其輸出端是由 箱體內的傳動機構帶動的、位于箱體上端的輸出軸。
3.根據權利要求2所述的一種立式風電偏航減速機地面加載模擬試驗裝置，其特征在 于所述的試驗臺架上設置有兩個分別與主試減速機和陪試減速機的安裝法蘭相配合的法 蘭座，所述的主試減速機和陪試減速機分別通過法蘭安裝在試驗臺架上的對應法蘭座上。
4.根據權利要求3所述的一種立式風電偏航減速機地面加載模擬試驗裝置，其特征在于所述的試驗臺架具有上下兩層臺面，所述的主試減速機和陪試減速機法蘭座設置于試 驗臺架的上層臺面上，所述的主試減速機輸出端和陪試減速機輸入端懸置于下層臺面下， 所述的中間過渡齒輪的中心軸上端山軸承安裝于下層臺面上、下端由設置于試驗臺架下部 水平支架上的軸承支承，中間過渡齒輪位于主試減速機輸出端和陪試減速機輸入端之間， 同時與主試減速機、陪試減速機輸出端和陪試減速機輸入端的齒輪嚙合。
5.根據權利要求4所述的一種立式風電偏航減速機地面加載模擬試驗裝置，其特征在 于所述的陪試減速機的輸出端上設置有發電機。
6.根據權利要求3所述的一種立式風電偏航減速機地面加載模擬試驗裝置，其特征在 于所述的主試減速機、中間過渡齒輪和陪試減速機的中心線位于同一豎直平面內。
7.根據權利要求1-6任一項所述的一種立式風電偏航減速機地面加載模擬試驗裝置， 其特征在于所述的驅動電機是直接安裝在主試減速機輸入端法蘭上的原裝驅動電機。
8.根據權利要求6或7所述的一種立式風電偏航減速機地面加載模擬試驗裝置，其特 征在于所述的試驗臺架的法蘭座內襯有圓環狀的過渡套，所述的過渡套包括一組可更換 的、具有相同外徑不同內徑的過渡套。
9.根據權利要求8所述的一種立式風電偏航減速機地面加載模擬試驗裝置，其特征在 于所述的中間過渡齒輪與中心軸為可拆卸聯接方式，所述的中間過渡齒輪包括一組可更 換的具有不同參數的齒輪，所述的主試減速機與陪試減速機的安裝和嚙合通過選擇更換過 渡套和中間過渡齒輪實現。
10.根據權利要求5-9任一項所述的一種立式風電偏航減速機地面加載模擬試驗裝 置，其特征在于所述的陪試減速機上的發電機是由普通三相異步電動機接入勵磁電容改 造而成。
全文摘要
一種立式風電偏航減速機地面加載模擬裝置，包括驅動電機、試驗臺架和加載組件，試驗臺架為具有至少三個立式安裝孔的立式試驗臺架，主試減速機立式安裝于試驗臺架上，加載組件包括陪試減速機和中間過渡齒輪，中間過渡齒輪由中心軸直立固定于試驗臺架上并同時與主試減速機輸出齒輪和陪試減速機的輸入齒輪嚙合。本發明可模擬偏航減速機使用時的工作條件進行地面加載試驗，最大限度地接近被試偏航減速機的風場高空運行時的工作狀態，為考驗被試偏航減速機的可靠性和穩定性提供了良好的條件。本發明結構簡單緊湊，成本低，安裝尺寸可調整，適合各種規格型號的該系列減速機，加載系統可發電，充分利用了能源，減小了試驗能耗。
文檔編號G01N3/02GK101832897SQ20101016900
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月12日 優先權日2010年5月12日
發明者劉波, 王鵬 申請人:株洲市九洲四維實業有限公司